J. For. Sci., 2005, 51(12):527-538 | DOI: 10.17221/4585-JFS

Soil properties as a component of predisposition factors of Norway spruce forest decline in the Hanušovická highland mountain zone

D. Vavříček, P. Samec, P. Šimková
Faculty of Forestry and Wood Technology, Mendel University of Agriculture and Forestry Brno, Brno, Czech Republic

Mature Norway spruce (Picea abies [L.] Karst.) stands affected by decline symptoms were selected in the northern part of the Hanušovická highland (Czech Republic) at Jeřáb Mt. foot and summit (1,003 m a.s.l.). Spruce stand (SS) 1 (700 m a.s.l.) was situated in conditions of the fir-beech forest altitudinal zone (FAZ). SS 2 (880-900 m a.s l.) was situated in conditions of the spruce-beech FAZ. Research plots (RPs) of the area 400 m2 were selected in the stands according to the different level of damage and stand diversity. On the basis of the complex soil analysis it was proved that the soil environment could be a part of stress factors, influencing the predisposition of non-natural Norway spruce monocultures at mountain locations of the Krkonoše Mts.-Jeseníky Mts. elevation. High Al3+ concentrations in soil mineral horizons were determined in a direct correlation with decline of stand enclaves on the selected RPs. The concentrations of Al3+ and limiting content Mg2+ make root systems exist mainly in H-horizons or Ae/Ep-horizons. This causes stand predisposition to climatic drought and drought episodes.

Keywords: forest decline; drought episode; stress; Hanušovická highland; Norway spruce stand

Published: December 31, 2005  Show citation

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Vavříček D, Samec P, Šimková P. Soil properties as a component of predisposition factors of Norway spruce forest decline in the Hanušovická highland mountain zone. J. For. Sci. 2005;51(12):527-538. doi: 10.17221/4585-JFS.
Share...
Download citation
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Open full article

    References

    1. ANDERSON R.L., 1987. Practical Statistics for Analytical Chemists. New York, Van Nostrand Reinhold Company.
    2. ANDERSSON S., NILSSON S.I., SAETRE P., 2000. Leaching of dissolved organic carbon (DOC) and dissolved organic nitrogen (DON) in mor humus as affected by temperature and pH. Soil Biology and Biochemistry, 32: 1-10. Go to original source...
    3. BADEA O., TANASE M., GEORGETA J., ANIOSARA L., PEIOV A., UHLÍŘOVÁ H., PAJTIK J., WAWRZONIAK J., SHPARYK Y., 2004. Forest health status in the Carpathian Mountain over the period 1997-2001. Environmental Pollution, 130: 93-98. Go to original source... Go to PubMed...
    4. BEGON M., HARPER J.L., TOWNSEND C.R., 1987. Ecology. Individuals, Populations and Communities. Oxford, London, Edinburgh, Boston, Palo Alto, Melbourne, Blackwell Scientific Publications.
    5. CULEK M. (ed.), 1996. Biogeografické členění České republiky. Praha, Enigma: 347.
    6. ČHMÚ, 2004. Informace o klimatu. Územní teploty a srážky ve srovnání s dlouhodobým normálem 1961-1990. http://www.chmi.cz/meteo/ok/infklim.html.
    7. DITTMAR C., ZECH W., ELLING W., 2003. Growth variations of common beech (Fagus sylvatica L.) under different climatic and environmental conditions in Europe - a dendroecological study. Forest Ecology and Management, 173: 63-78. Go to original source...
    8. ELLENBERG H., 1988. Vegetation Ecology of Central Europe. Cambridge, Cambridge University Press.
    9. ELLENBERG H., 1996. Vegetation Mitteleuropas mit den Alpen in ökologischer und historischer Sicht. Stuttgart, Verlag Eugen Ulmer GmbH: 1096.
    10. ERISMAN J.W., VERMEULEN A., HENSEN A., FLECHARD C., DÄMMGEN U., FOWLER D., SUTTON M., GRÜNHAGE L., TUOVINEN J.P., 2005. Monitoring and modelling of biosphere/atmosphere exchange of gases aerosols in Europe. Environmental Pollution, 133: 403-413. Go to original source... Go to PubMed...
    11. FABISZEWSKI J., WOJTUN B., 2000. Loss of floristic diversity in the Krkonosze Mts. (SW Poland). Fragmenta Floristica et Geobotanica, 45: 165-178.
    12. GREEN R.N., TROWBRIDGE R.L., KLINKA K., 1993. Towards a Taxonomic Classification of Humus Forms. Forest Science (Monograph No. 29), 39: 49. Go to original source...
    13. HANIŠ J., MIKESKA M., BOČEK M., JEŘÁBEK P., MINX A., DUŠEK M., KAMENICKÝ R., KRYSTÝN V., VOJKŮVKA J., BOHADLO P., 2000. Oblastní plán rozvoje lesů (OPRL) PLO 22 Krkonoše. Brandýs nad Labem, pobočka Hradec Králové, ÚHÚL: 376.
    14. HRUŠKA J., FOTTOVÁ D., ŠACH F., ČERNOHOUS V., 2000. Změny chemismu půd a povrchových vod v důsledku dlouhodobé acidifikace Orlických hor. In: SLODIČÁK M. (ed.), Lesnické hospodaření v imisní oblasti Orlických hor. VÚLHM Jíloviště-Strnady, VS Opočno: 13-24.
    15. HÝSEK J., ŠARAPATKA B., 1998. Relationship between phosphatase active bacteria and phosphatase activities in forest soils. Biological Fertility of Soils, 26: 112-115. Go to original source...
    16. CHAPPELKA A.H., FREER-SMITH P.H., 1995. Predisposition of trees by air pollutants to low temperatures and moisture stress. Environmental Pollution, 87: 105-117. Go to original source... Go to PubMed...
    17. ISSS-ISRIC-FAO, 1998. World reference basis for soil resources. World Soil Resources Reports 84. Roma, FAO: 92.
    18. IVANČIČ J., HAVELKA B., KNOP K., 1985. Výživa rastlín a hnojenie. Bratislava, Príroda: 361.
    19. JANČAŘÍK V., 2000. Význam a funkce odumřelého dřeva v lesních porostech. Zprávy lesnického výzkumu, 45: 14-17.
    20. JONES K.C., STRATFORD J.A., WATERHOUSE K.S., JOHNSTON A.E., 1988. Long-term changes in the polynuclear aromatic hydrocarbon content of agricultural soils. In: MATHY P. (ed.), Air Pollution end Ecosystems. Dordrecht, Reidel: 792-797. Go to original source...
    21. KLEČKOVSKIJ V.M., PETERBURSKIJ A.V., 1964. Agrochimija. Moskva, Kolos: 527.
    22. KONONOVA M.M., BĚLČIKOVA N.P., 1961. Uskorennyje metody opredelenija sostava gumusa mineralnych počv. Počvovedenie, 10: 75-87. Go to original source...
    23. KORF V., HUBÁČ K., ŠMELKO Š., WOLF J., 1972. Dendrometrie. Praha, SZN: 371.
    24. KOZLOWSKI T.T., 1971. Growth and Development of Trees. Volume 2. Cambial Growth, Root Growth and Reproductive Growth. New York, London, Academic Press: 541.
    25. LOCHMAN V., MAREŠ V., FADRHONSOVÁ V., 2004. Development of air pollutant, soil water chemistry and soil on Šerlich research plots, and water chemistry in a surface water source. Journal of Forest Science, 50: 263-283. Go to original source...
    26. MANION P.D., 1991. Tree Disease Concepts. Engelwood Cliffs, Prentice Hall Inc.: 402.
    27. MAUER O., 1999. Technologie pěstování krytokořenného sadebního materiálu. In: KOLEKTIV, Pěstování a užití krytokořenného sadebního materiálu. VÚLHM JílovištěStrnady, VS Opočno: 25-44.
    28. Mc LAUGHLIN S.B., 1985. Effects of air pollution on forests. A critical review. Journal of the Air Pollution Control Association, 35: 512-534. Go to original source...
    29. MELOUN M., MILITKÝ J., 2002. Kompendium statistického zpracování dat. Praha, Academia: 764.
    30. MILLER J.C., MILLER J.N., 1984. Statistics for Analytical Chemistry. Chichester, Ellis Horwood.
    31. MODRZYŃSKI J., 2003. Defoliation of older Norway spruce (Picea abies /L./ Karst.) stands in the Polish Sudety and Carpathian mountains. Forest Ecology and Management, 181: 289-299. Go to original source...
    32. NĚMEČEK J., MACKŮ J., VOKOUN J., VAVŘÍČEK D., NOVÁK P., 2001. Taxonomický klasifikační systém půd České republiky. Praha, ČZU: 78.
    33. PAVLÍK J., NĚMEC L., TOLASZ L., VALTER J., 2003. Mimořádné léto roku 2003 v České republice. Meteorologické zprávy, 56: 6-18.
    34. PAVLÍK M., 1999. Mykoflóra imisnej bučiny. In: JANKOVSKÝ L., KREJČÍŘ R., ANTONÍN V. (eds.), Houby a les. Brno, MZLU: 209-215.
    35. PERCY K.E., FERRETTI M., 2004. Air pollution and forest health: toward new monitoring concepts. Environmental Pollution, 130: 113-126. Go to original source... Go to PubMed...
    36. PERSSON H., FIRCKS Y., MAJDI H., NILSSON L.O., 1995. Root distribution in Norway spruce (Picea abies /L./ Karst.) stand subjected to drought and ammonium-sulphate application. Plant and Soil, 223: 161-165. Go to original source...
    37. PURDON M., CIENCIALA E., METELKA V., BERANOVÁ J., HUNOVÁ I., ČERNÝ M., 2004. Regional variation in forest health under long-term air pollution mitigated by lithological conditions. Forest Ecology and Management, 195: 355-371. Go to original source...
    38. REJŠEK K., 2004. Půdní ekosystém a organismus: metodické a koncepční přístupy. In: ĎUGOVÁ O. (ed.), Život v pôde. Bratislava, ÚKE SAV: 95-115.
    39. SAXE H., 1993. Triggering and predisposing factors in the "red" decline syndrome of Norway spruce (Picea abies). Trees, 8: 39-48. Go to original source...
    40. SELYE H., 1956. The Stress of Life. New York, McGawrill.
    41. SIEROTA Z., 1995. Przerzedzenie koron drzew jako efekt stresu i źródło stresu. Sylwan, 89: 5-24.
    42. SMIDT S., HERMAN F., 2004. Evaluation of air pollution - related risks for Austrian mountain forests. Environmental Pollution, 130: 99-112. Go to original source... Go to PubMed...
    43. SOKOLOV A.V., 1939. Determinacia izmenenia glinozema v podach. Chimizacija socialističeskogo zemledelija, 7: 30-35.
    44. SUMNER M.E., MILLER W.P., 1996. Cation Exchange Capacity and Exchange Coefficients. In: SPARKS D.L., PAGE A.L., HELMKE P.A., LOEPPERT R.H., SOLTANPOUR P.N., TABATABAI M.A., JOHNSTON C.T., SUMNER M.E. (eds.), Methods of Soil Analysis. Part 3. Chemical Methods. Madison, Soil Science Society of America: 1201-1229.
    45. UGOLINI F.C., SPALTENSTEIN H., 1992. Pedosphere. In: BUTCHER S.S., CHARLSON R.J., ORIANS G.H., WOLFE G.V. (eds.), Global Biogeochemical Cycles. San Diego, Academic Press: 123-153. Go to original source...
    46. ÚHÚL, 2002. Oblastní plány rozvoje lesů. Přírodní lesní oblasti ČR. Kostelec nad Černými lesy, Lesnická práce: 104.
    47. ULRICH B., 1995. The history and possible cause of forest decline in Central Europe, with particular attention to the German situation. In: EC, UN/ECE, Forest Soil Condition in Europe. Results of a Large-Scale Soil Survey. Technical Report, Brussel, Geneva: 261.
    48. VACEK S., LEPŠ J., 1991. Analýza vegetačních změn v bukových porostech Orlických hor. Lesnictví, 37: 993-1007.
    49. VAN STRAALEN N.M., 1998. Evaluation of bioindicator systems derived from soil arthropod communities. Applied Soil Ecology, 9: 429-437. Go to original source...
    50. VAVŘÍČEK D., ŠIMKOVÁ P., 2000. Půdní prostředí přirozených smrčin 8. lvs Krkonoš. Opera Corcontica, 37: 156-164.
    51. VAVŘÍČEK D., ŠIMKOVÁ P., SAMEC P., 2005. Potenciální příčiny diskolorace a následného chřadnutí smrkových porostů 4.-7. LVS - Ruda nad Moravou. [Závěrečná zpráva.] Brno, MZLU: 49.
    52. VRANOVÁ V., 2004. Changes in soil sorption parameters in time: Norway spruce (Picea abies /L./ Karst.) pure stands exposed to pollution 1980-1998. Ekológia (Bratislava), 23, Supplement: 55-65.
    53. VRANOVÁ V., 2005. Srovnání efektivní a potenciální kationtové výměnné kapacity na vybraných plochách náhradních porostů demonstračního objektu Trutnov VÚLHM VS Opočno. In: NEUHÖFEROVÁ P. (ed.), Místo biologické meliorace v obnově lesních stanovišť. Praha, ČZU: 135-136.
    54. ZAR J., 1994. Biostatistical Analysis. New Jersey, Prentice Hall Int.: 584.
    55. ZATLOUKAL I., BURIAN J., PEŘINA J., POLEPIL M., HUBENÝ J., HAMET V., SOUČEK Z., ŠÍMA F., ZLATNÍK V., KLÍMA R., SOTORNÍK M., SIROTA I., HOLUŠA J., TELECKÝ M., URBÁŠEK J., KAZICKÁ P., 2000. Oblastní plán rozvoje lesů (OPRL) PLO 28 Předhoří Hrubého Jeseníku. Brandýs nad Labem, pobočka Olomouc, ÚHÚL: 354.
    56. ZBÍRAL J., 1994. Analýza rostlinného materiálu. Jednotné metodické postupy. Brno, SKZÚZ: 170.
    57. ZBÍRAL J. 2002. Analýza půd I. Jednotné pracovní postupy. Brno, ÚKZUZ: 197.
    58. ZBÍRAL J., HONSA I., MALÝ S., 1997. Analýza půd III. Jednotné pracovní postupy. Brno, ÚKZÚZ: 150.
    59. ZEMÁNEK T., MARTÍNKOVÁ M., ŠTĚRBOVÁ D., 2004. Gradients of the content of photosynthetic pigments and radiation as manifestation of the health condition of Norway spruce (Picea abies [L.] Karst.). Journal of Forest Science, 50: 489-495. Go to original source...

    This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY NC 4.0), which permits non-comercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original publication is properly cited. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.


    Return to the content